活性氧（reactive oxygen species，ROS）主要包括过氧化氢（H2O2）、单线态氧（1O2）、超氧阴离子（O2·¯）和羟自由基（OH·）等。ROS 是植物细胞有氧代谢过程中不可避免产生的副产物。植物体已经进化出了复杂的包括酶促与非酶促两种机制以清除过量的 ROS，使细胞内 ROS 水平处于动态平衡，然而在胁迫条件下，细胞内 ROS 产生与清除失衡，导致 ROS 的过度积累并对细胞造成氧化伤害。大量研究表明，ROS 在低浓度时可作为信号分子调控植物的逆境响应并调节植物生长发育。
近日，河南大学宋纯鹏教授团队与山东大学白明义教授团队共同在 JIPB 发表了题为“Reactive Oxygen Species: Multidimensional Regulators of Plant Adaptation to Abiotic Stress and Development”的综述文章。该文简要列举了各类 ROS 检测技术方法、细胞内 ROS 产生部位，以及酶促与非酶促 ROS 清除途径。重点总结了 ROS 作为信号分子调控植物逆境反应与生长发育的最新研究进展，包括 ROS 的信号感受与转导途径；ROS 调节植物耐盐碱、干旱、高温和低温的分子机制；以及 ROS 调控顶端分生组织分化、细胞壁木质化、气孔与花发育、种子萌发、根系发育等的分子途径。最后，针对若干方面问题展望了未来研究方向，比如开发更高特异性的 ROS 探针及针对不同亚细胞区域的 ROS 探针，以帮助人们理解不同器官及亚细胞区域的 ROS 信号作用；运用蛋白质组技术鉴定不同亚细胞结构中的 ROS 感受器或作用的靶标；不同水孔蛋白逆水势梯度运输 H2O2 的分子机制及生理作用；特定组织器官或胁迫条件下分子伴侣对 ROS 的稳态调控机制。
本文为特邀专家综述文章，宋纯鹏教授在植物 ROS 研究领域具有较高的学术影响力，他基于早期衰老和逆境胁迫 ROS 产生及其伤害作用的研究，提出活性氧可能作为信号分子的学术思想，率先开展保卫细胞 ROS 信号研究，首次发现 H2O2 作为植物激素脱落酸（ABA）诱导气孔关闭的信号分子，揭示了保卫细胞活性氧产生、感受和作用的信号转导途径及其调节基因表达的分子机制，勾画了气孔调控水分利用效率的新模式，系列研究成果得到国际同行的高度关注。曾两次受邀撰写保卫细胞 ROS 信号作用的综述文章发表于国际知名期刊 New Phytologist。
宋纯鹏教授团队的王棚涛和刘文成及白明义教授团队的韩超为论文共同第一作者，宋纯鹏教授和白明义教授为该论文的共同通讯作者。本文得到了国家自然科学基金和河南省高校科技创新团队项目的资助。
